专利名称：用于基板的金属层减厚方法及电解槽的制作方法
用于基板的金属层减厚方法及电解槽
技术领域：
本发明涉及一种电解槽，更特别涉及一种用以将金属层减厚的电解槽，其阳极具
有一圆柱滚轮的外形，且所述金属层接触所述阳极。
背景技术：
化学机械抛光(Chemical Mechamical Polishing ;CMP)制造方法是将工件压在旋 转的研磨垫上，并将具有腐蚀性的加工液供给到所述工件上，然后利用相对运动所进行的 加工抛光技术。当所述工件进行腐蚀加工时，同时供给微磨粒的抛光材料，则可对所述工件 进行减厚。 美国专利公开第2007/0264755A1号，标题为"用以形成微电路的印刷电路板 的制造方法(Method Of Manufacturing Printed Circuit Board For FineCircuit Formation)"，揭示一种用以形成微电路的印刷电路板的制造方法，可通过先进行机械抛 光，再进行化学蚀刻后，而将电路上表面的金属层的多余部分移除，以取代现有化学机械 抛光(CMP)制造方法。所述机械抛光(mechanical polishing)制造方法及化学蚀刻 (chemical etching)制造方法是连续的被应用于所述印刷电路板，藉此移除且平坦化所述 金属层的多余部分。 然而，所述机械抛光制造方法通常会接触且施压于所述印刷基板，因此对所述印 刷电路板有很大的涨縮问题。 因此，有必要提供一种电解槽，其用以将一金属层减厚，以解决现有技术所存在的 问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用以将至少一金属层减厚的电解槽，其包含一电解 液及至少一对阳极及阴极。所述阳极及阴极都位于所述电解液内，其中所述阳极具有一圆 柱滚轮的外形，且所述金属层接触所述阳极。 相较于机械抛光制造方法，本发明的用于基板的金属层减厚方法不会施压于所述 基板，因此不会对所述基板有涨縮问题。 达上述目的，本发明提供一种用以将金属层减厚的电解槽，其包含一电解液及至 少一对阳极及阴极。所述阳极及阴极都位于所述电解液内，其中所述阳极具有一圆柱滚轮 的外形，且所述金属层接触所述阳极。
图1 :本发明第一实施例的用于基板的金属层减厚方法的流程图。
图2 :本发明第一实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图,
图3 :本发明另一实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图,
图4 :本发明又一实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图,
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图4a :本发明的一替代实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图, 图5 :本发明第二实施例的用于基板的金属层减厚方法的流程图。 图6 :本发明第二实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图。 图7 :本发明又一实施例的用于基板的金属层减厚方法的剖面示意图。
具体实施方式
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配 合附图，作详细说明如下 请参照图l，其显示本发明第一实施例的用于基板的金属层减厚方法。请参照图 2，在步骤152中，提供一电解槽110，其包含至少一对阳极112及阴极114，及一电解液116， 其中所述阳极112及阴极114位于所述电解液116内，且所述阳极112具有一圆柱滚轮的 外形。所述阳极112可为实心或空心圆柱的外形。所述阴极114具有相同于所述阳极112 的外形，例如所述阴极114亦具有一圆柱的外形。 在步骤154中，将所述阳极沿箭头方向132旋转。在步骤156中，提供一基板 IOO(例如印刷电路板)，其包含一介质层102及至少一金属层104。所述金属层104配置于 所述介质层102的表面106，所述金属层104具有一表面108，且所述表面108具有相对的 第一及第二侧边108a、108b。在步骤158中，通过一夹持装置(图未示)或一输送装置(图 未示)，将所述基板100放置于旋转的所述阳极112上。在步骤160中，通过旋转的所述阳 极112，将所述基板100沿箭头方向126移动，藉此所述金属层104的表面108与所述阳极 112之间的接触由所述第一侧边108a至所述第二侧边108b，使所述金属层104的表面108 产生氧化反应，以减少所述金属层104厚度。所述基板100的金属层104可位于所述电解 液116内，可使在氧化反应时，具有充分的电解液。 所述阳极112可为多个，并可沿一第一直线方向122排列，用以多处接触所述金属 层104。所述阴极114亦为多个，其对应于所述阳极112，并可沿一第二直线方向124排列， 且所述第二直线方向124平行于所述第一直线方向122。在本实施例中，所述基板100的金 属层104的材质为铜，其氧化反应方程式为Cu — Cu2++2e—。 详细而言，本发明乃利用电解抛光(electrolytic polishing)技术将所述金属层 104接触所述阳极112，并通过一电池(图未示)将所述阳极112及阴极114通电，在适当 操作参数下，使所述金属层104发生电解反应，亦称为反电镀(d印lating)，所述金属层104 表面因所述氧化反应效应而产生溶解作用，而可达成所述金属层104的厚度减少与表面抛 光。应注意的是，本发明并非将所述金属层104作为所述阳极112而直接通电，而是将所述 金属层104接触所述阳极112，这样只使所述金属层104接触于所述阳极112的表面108进 行电解抛光，如图4所示。所述金属层104所减少的厚度正比于所述金属层104接触于所述 阳极112的时间，亦即所述金属层104所减少的厚度反比于所述阳极112的旋转速度。所 述金属层104的减厚速度正比所述阳极112的电流。在本实施例中，所述金属层104的最 后厚度可等于或小于3微米(ii m)，作为后续金属线路图案化制造方法之用。
请参照图3，在另一实施例中，当所述金属层104位于所述电解液116外时，则所述 电解液116可通过阳极112旋转而输送至所述金属层104接触于所述阳极112的表面108， 用以在氧化反应时，仍具有足够使的电解液。或者，所述电解槽116可包含一喷流装置118，用以将所述电解液116喷至所述金属层104接触于所述阳极112的表面108，用以在氧化反 应时，具有充分的电解液。 请参照图4，在又一实施例中，所述电解槽110的阳极112'可为多孔性电极。可使 用高硬度及非导电的多孔性空心圆柱113，再将惰性金属层[例如铂(Pt)或钯(Pd)]形成 [例如涂布(coat)]在所述多孔性空心圆柱的表面，以成为具有多孔性电极的阳极112'。所 述阴极114'可位于所述阳极112'的空心圆柱113内，且所述阴极114'可为实心材料所制。 或者，请参照图4a，在一替代实施例中，可使用高硬度及导电的多孔性材质(例如石墨)直 接制造成一空心圆柱，以成为具有多孔性电极的阳极112"。所述阴极114'可位于所述阳极 112"内。当所述阳极112'、112"沿箭头方向132旋转时，所述阴极114'的旋转方向及速度 可视需求而与所述阳极112'、112"相同或不同。所述阳极112'、112"亦可为多个，并沿一 第五直线方向128排列，用以多处接触所述金属层104。再者，可选用对铜不通电时蚀刻很 慢的电解液116，例如稀硫酸。所述电解槽110可通过一输入装置补充所述电解液116。
相较于机械抛光制造方法，本发明的用于基板的金属层减厚方法不会施压于所述 基板100，因此不会对所述基板100有涨縮问题。 请参照图5，其显示本发明第二实施例的用于基板的金属层减厚方法。请参照图 6，在步骤252中，提供一电解槽210，其包含至少两个阳极212a、212b、阴极214a、214b及一 电解液216，其中所述阳极212a、212b及阴极214a、214b位于所述电解液216内，且所述阳 极212具有一圆柱滚轮的外形。所述阳极212a、212b可为实心或空心圆柱的外形。所述阴 极214a、214b具有相同于所述阳极212a、212b的外形，例如所述阴极214a、214b亦具有一 圆柱的外形。 在步骤254中，将所述阳极212a、212b沿箭头方向232a、232b旋转。在步骤256 中，提供一基板200 (例如印刷电路板)，其包含一介质层102及第一及第二金属层204a、 204b。所述介质层102具有相对的第一及第二表面206a、206b。所述第一及第二金属层 204a、204b分别配置于所述介质层202的第一及第二表面206a、206b。所述金属层204a、 204b具有一表面208a、208b，且所述表面208a、208b分别具有相对的第一及第二侧边。在步 骤258中，通过一夹持装置(图未示)或一输送装置(图未示)，将所述基板200放置于所 述阳极212a、212b之间。在步骤260中，通过旋转的所述阳极212a、212b，将所述基板200 沿箭头方向226移动，藉此所述金属层204a、204b的表面208a、208b与所述阳极212a、212b 之间的接触由所述第一侧边至所述第二侧边，使所述金属层204a、204b的表面208a、208b 产生氧化反应，以减少所述金属层204a、204b厚度。 所述阳极212a、212b可为多个，并可沿第一及第三直线方向222a、222b排列，用以 多处接触所述金属层204a、204b。所述阴极214a、214b亦为多个，其对应于所述阳极212a、 212b，并可沿第二及第四直线方向224a、224b排列，且所述第二及第四直线方向224a、224b 分别平行于所述第一及第三直线方向222a、222b。在本实施例中，所述基板200的金属层 204a、204b的材质为铜，其氧化反应方程式为Cu — Cu2++2e—。 详细而言，本发明乃利用电解抛光(electrolytic polishing)技术将所述金属层 204a、204b接触所述阳极212a、212b，并通过一电池(图未示)将所述阳极212a、212b及 阴极214a、214b通电，在适当操作参数下，使所述金属层204a、204b发生电解反应，亦称为 反电镀(d印lating)，所述金属层204a、204b表面因所述氧化反应效应而产生溶解作用，而
5可达成所述金属层204a、204b的厚度减少与表面抛光。应注意的是，本发明并非将所述金 属层204a、204b作为所述阳极212a、212b而直接通电，而是将所述金属层204a、204b接触 所述阳极212a、212b，这样只使所述金属层204a、204b接触于所述阳极212a、212b的表面 204a、204b进行电解抛光，如图4所示。所述金属层204a、204b所减少的厚度正比于所述金 属层204a、204b接触于所述阳极212a、212b的时间，亦即所述金属层204a、204b所减少的 厚度反比于所述阳极212a、212b的旋转速度。所述金属层204a、204b的减厚速度正比所述 阳极212a、212b的电流。在本实施例中，所述金属层204a、204b的最后厚度可等于或小于 3微米(ym)，作为后续金属线路图案化制造方法之用。 请参照图7，在又一实施例中，所述电解槽210的阳极212a'、212b'可为多孔性电 极。可使用高硬度及非导电的多孔性空心圆柱213a、213b，再将惰性金属层[例如铂(Pt)或 钯(Pd)]形成[例如涂布(coat)]在所述多孔性空心圆柱的表面，以成为具有多孔性电极 的阳极212a' 、212b'。所述阴极214a' 、214b'可位于所述阳极212a' 、212b'的空心圆柱内， 且所述阴极214a'、214b'可为实心材料所制。或者，在一替代实施例中，可使用高硬度及导 电的多孔性材质(例如石墨)直接制造成一空心圆柱，以成为具有多孔性电极的阳极(图 未示)。所述阴极114'可位于所述阳极内。当所述阳极212a'、212b'沿箭头方向232a、232b 旋转时，所述阴极214a'、214b'的旋转方向及速度可视需求而与所述阳极212a'、212b'相 同或不同。所述阳极212a'、212b'亦可为多个，并沿第五及第六直线方向228a、228b排列， 用以多处接触所述金属层204a、204b。所述第六直线方向228b平行于所述第五直线方向 228a。再者，可选用对铜不通电时蚀刻很慢的电解液216，例如稀硫酸。所述电解槽210可 通过一输入装置补充所述电解液216。 如上所述，相较于机械抛光制造方法，本发明的用于基板的金属层减厚方法不会 施压于所述基板，因此不会对所述基板有涨縮问题。
权利要求
一种电解槽，其特征在于所述电解槽包含一电解液；以及至少一对阳极及阴极，都位于所述电解液内，其中所述阳极具有一圆柱滚轮的外形。
2. 如权利要求1所述的电解槽，其特征在于所述阳极为实心圆柱的外形。
3. 如权利要求1所述的电解槽，其特征在于所述阳极为多孔性导电材质所制。
4. 如权利要求3所述的电解槽，其特征在于所述多孔性导电材质为石墨。
5. 如权利要求l所述的电解槽，其特征在于所述电解槽用以将至少一金属层减厚，所述金属层接触所述阳极。
6. 如权利要求5所述的电解槽，其特征在于所述电解槽另包含至少一多孔性空心圆柱，具有一上表面，其中所述阳极为一惰性金属所制，并形成在所述多孔性空心圆柱的表面，以形成具有所述多孔性空心圆柱的阳极。
7. 如权利要求l所述的电解槽，其特征在于所述金属层位于所述电解液外，且所述电解槽另包含一喷流装置，用以将所述电解液喷至所述金属层接触于所述阳极的表面。
8. —种金属层减厚方法，其特征在于所述金属层减厚方法包含下列步骤提供一电解槽，其包含一电解液及至少一对阳极及阴极，其中所述阳极及阴极位于所述电解液内，且所述阳极具有一圆柱滚轮的外形；将所述阳极旋转；提供至少一金属层，其具有一表面，所述表面具有相对的第一及第二侧边；将所述金属层放置于旋转的所述阳极上；以及通过旋转的所述阳极，将所述金属层移动，如此所述金属层的表面与所述阳极之间的接触由所述第一侧边至所述第二侧边，使所述金属层的表面产生一氧化反应，以减少所述金属层厚度。
9. 如权利要求8所述的金属层的减厚方法，其特征在于所述金属层所减少的厚度正比于所述金属层接触于所述阳极的时间。
10. —种用于基板的金属层减厚方法，其特征在于所述用于基板的金属层减厚方法包含下列步骤提供一电解槽，其包含一电解液及至少一对阳极及阴极，其中所述阳极及阴极都位于所述电解液内，且所述阳极具有一圆柱滚轮的外形；将所述阳极旋转；提供一基板，其包含一介质层及一第一金属层，其中所述介质层具有相对的第一及第二表面，所述第一金属层配置于所述介质层的第一表面，所述第一金属层具有一表面，且所述表面具有相对的第一及第二侧边；将所述基板放置于旋转的所述阳极上；以及通过旋转的所述阳极，将所述基板移动，如此所述第一金属层的表面与所述阳极之间的接触由所述第一侧边至所述第二侧边，使所述第一金属层的表面产生一氧化反应，以减少所述金属层厚度。
全文摘要
本发明公开一种用以将金属层减厚的电解槽，其包含一电解液及至少一对阳极及阴极。所述阳极及阴极都位于所述电解液内，其中所述阳极具有一圆柱滚轮的外形，且所述金属层接触所述阳极。
文档编号C25F3/00GK101781790SQ20091000335
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者王昱祺, 翁肇甫 申请人:日月光半导体制造股份有限公司